F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series

F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series

F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type

F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust

F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING

F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS

F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES

F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents

F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases

F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio

F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen

F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING

F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS

F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES

F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents

Description

Translated from Japanese

【０００１】 [0001]【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION本発明は、内燃機関の排ガス中の空燃比を検出するセンサに付設されたヒータを制御するためのヒータ制御装置を備える内燃機関の排ガス浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine having a heater controller for controlling a heater attached to the sensor for detecting the air-fuel ratio in the exhaust gas of an internal combustion engine.【０００２】 [0002]【従来技術】 [Prior art]従来、内燃機関の排気管に設けられた触媒の上流に空燃比センサを設け、この空燃比センサの出力が目標空燃比となるように制御する装置が知られている。 Conventionally, provided the air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine, the output of the air-fuel ratio sensor is controlled to be the target air-fuel ratio apparatus is known.また、触媒下流にさらに空燃比センサを設け、この下流空燃比センサ出力に基づいて触媒上流の目標空燃比を補正する技術が知られている。 Moreover, further provided an air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst, a technique for correcting the target air-fuel ratio upstream of the catalyst are known on the basis of the downstream air-fuel ratio sensor output.【０００３】 [0003]しかしながら、従来のこの種の装置では、空燃比センサの固体電解質素子（センサ素子）の温度変化により同一空燃比でも出力特性が変化してしまうという問題があった。 However, in the conventional apparatus of this type, there is a problem that the output characteristics of the same air-fuel ratio by temperature change of the solid electrolyte element of the air-fuel ratio sensor (sensor element) is changed.そのため、例えば特開平９−１２７０３５号公報に開示されているように、センサ素子を加熱するヒータの通電電流を制御して空燃比センサの素子温を一定にすることにより検出精度を向上させる技術が知られている。 Therefore, for example, as disclosed in JP-A-9-127035, a technique for improving the detection accuracy by controlling the electric current of the heater for heating the sensor element to a constant element temperature of the air-fuel ratio sensor Are known.また、米国特許登録５２６３３５８号に開示されているように、空燃比センサのセンサ素子温に応じてセンサ出力特性を補正することにより検出精度を向上させるといった技術が知られている。 Also, as disclosed in U.S. Pat. Registration No. 5263358, techniques are known, such as improving the detection accuracy by correcting the sensor output characteristics in response to the sensor element temperature of the air-fuel ratio sensor.【０００４】 [0004]【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solveところで、将来、益々厳しくなる排ガス規制に対応するために、空燃比の検出精度もさることながら，ＮＯｘ・ＨＣ・ＣＯ等の特定ガスを検出することが求められている。 However, the future, in order to cope with increasingly stringent emission regulations, even more than the detection accuracy of the air-fuel ratio, it is required to detect a specific gas such as NOx · HC · CO.しかしながら、例えば、ＮＯｘセンサ・ＨＣセンサに代表されるように各ガス成分を検出するためのセンサの研究開発が進められているが、大幅なコストアップになるという課題がある。 However, for example, research and development of a sensor for detecting the gas components is advanced as represented by the NOx sensor · HC sensor, there is a problem that becomes significant increase in cost.【０００５】 [0005]なお、先に示した従来技術は、空燃比に対する検出精度は向上できるが、特定ガスに対する検出精度（反応）を向上できる技術ではない。 Incidentally, the prior art shown above is the detection accuracy with respect to the air-fuel ratio can be improved, not a technique capable of improving the detection accuracy (reaction) for the specific gas.【０００６】 [0006]従って本発明は、空燃比センサの特定ガスに対する検出感度（反応）を意図的に変更することにより，比較的安価に特定ガスを検出できる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention, by intentionally changing the detection sensitivity (reaction) for the specific gas air-fuel ratio sensor is to provide an exhaust gas purification system of an internal combustion engine capable of detecting a relatively low cost specific gas.【０００７】 [0007]【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、固体電解質素子に電極が配されて成り、エンジンからの排ガス中における空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段における前記固体電解質素子の温度が所定の温度となるように調整する温度調整手段と、排ガス中の特定ガスに対する感度を優先させる優先度決定手段とを備え、前記温度調整手段は、前記優先度決定手段により決定された特定の排ガスに対する検出感度を変更するために、前記固体電解質素子の温度を調整する構成とした。 To achieve the above object, claim 1 of the present invention is composed arranged electrodes to the solid electrolyte element, and the air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas from the engine, in the air-fuel ratio detecting means comprising a temperature control unit in the temperature of the solid electrolyte element is adjusted to a predetermined temperature, and a priority determining means for giving priority to sensitivity to a specific gas in the exhaust gas, the temperature adjusting means, said priority determining means to change the detection sensitivity for a particular exhaust gas determined by, and configured to adjust the temperature of the solid electrolyte element.【０００８】 [0008]これにより、低減したい排ガス成分もしくは検出したい排ガス成分に対する検出性を向上できる。 Thus, it is possible to improve the detection performance for exhaust gas components or detected want exhaust gas components desired to reduce.【０００９】 [0009]本発明の請求項２は、固体電解質素子に電極が配されて成り、エンジンからの排ガス中における空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段における固体電解質素子の温度が所定の温度となるように調整する温度調整手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、前記温度調整手段は、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて、特定の排ガスに対する検出感度を変更するために、前記固体電解質素子の温度を調整する構成とした。 Claim 2 of the present invention is composed arranged electrodes to the solid electrolyte element, and the air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas from the engine, the temperature of the solid electrolyte element in the air-fuel ratio detecting means reaches a predetermined and temperature adjustment means for adjusting so that the temperature, and a driving state detecting means for detecting an operating condition of the engine, the temperature adjustment means on the basis of the operating state detected by the operating condition detecting means, a particular to change the detection sensitivity for the exhaust gas, and configured to adjust the temperature of the solid electrolyte element.【００１０】 [0010]これにより、低減したい排ガス成分もしくは検出したい排ガス成分に対する検出性を向上できる。 Thus, it is possible to improve the detection performance for exhaust gas components or detected want exhaust gas components desired to reduce.【００１１】 [0011]請求項３にかかる発明において、温度調整手段は、空燃比検出手段の内部抵抗を検出することで固体電解質素子の温度を推定することにより、固体電解質素子の温度を調整する。 In the invention according to claim 3, the temperature adjustment means, by estimating the temperature of the solid electrolyte element by detecting the internal resistance of the air-fuel ratio detecting means, for adjusting the temperature of the solid electrolyte element.【００１２】 [0012]請求項４にかかる発明では、排気温センサもしくは排気温と関連するパラメータの少なくともいずれかにより、固体電解質素子の温度を調整するため熱量を決定する。 In the invention according to claim 4, at least one of parameters associated with the exhaust gas temperature sensor or exhaust gas temperature, determines the amount of heat to adjust the temperature of the solid electrolyte element.【００１３】 [0013]請求項５にかかる発明においては、排気温センサを用いない場合、エンジン負荷、エンジン回転速度、吸入空気量、スロットル開度、燃料噴射量、エンジン暖機状態の少なくともいずれか一つに基づいて固体電解質の温度を調整する。 In the invention according to claim 5, the case of not using the exhaust temperature sensor, an engine load, engine rotational speed, intake air amount, throttle opening, fuel injection quantity, based on at least one of the engine warm-up state Solid adjusting the temperature of the electrolyte.【００１４】 [0014]請求項６にかかる発明においては、運転状態検出手段は、空燃比検出手段が検出する排ガス成分（ＮＯｘ，ＣＯ，ＨＣ等）と関連するパラメータを運転状態検出パラメータとしている。 In the invention according to claim 6, operating condition detecting means is in the exhaust gas component detected by the air-fuel ratio detecting means (NOx, CO, HC, etc.) parameters associated with the operation state detection parameters.これにより、運転条件から間接的に低減したい排ガス成分を想定することができる。 Thus, it is possible to assume an exhaust gas component to be indirectly reduced from the operating conditions.【００１５】 [0015]請求項７にかかる発明においては、空燃比検出手段が検出する排ガス成分と関連するパラメータを、エンジン負荷、エンジン回転速度、吸入空気量、エンジン暖機状態、空燃比、燃料噴射量、触媒状態の少なくともいずれか一つとする。 In the invention according to claim 7, the parameters associated with the exhaust gas component detected by the air-fuel ratio detecting means, engine load, engine rotational speed, intake air amount, the engine warm-up state, the air-fuel ratio, fuel injection amount, the catalyst state and at least any one.【００１６】 [0016]これにより、エンジン負荷、エンジン回転速度、吸入空気量、エンジン暖機状態等から燃焼温度が高く排ガス成分としてＮＯｘが多い運転条件時は，ＮＯｘの検出感度を向上させることによりエミッションを低減することができる。 Thus, engine load, engine rotational speed, intake air amount, when NOx is often operating conditions as high exhaust gas components combustion temperature from an engine warmed-up state or the like, is possible to reduce emissions by improving the detection sensitivity of the NOx it can.これに対して逆の運転条件下では、排ガス成分としてＣＯ・ＨＣが多いのでＣＯ・ＨＣに対する検出感度を向上させることができる。 In the reverse operating conditions contrary, it is possible to so CO · HC often as an exhaust gas component to improve the detection sensitivity to CO · HC.【００１７】 [0017]また排ガス中の成分は、空燃比がリッチな場合はＣＯ・ＨＣ等が増大し、空燃比がリーンな場合はＮＯｘが増大する。 Components also in the exhaust gas, when the air-fuel ratio is rich is increased CO · HC, etc., when the air-fuel ratio is lean NOx increases.このため空燃比に対して検出感度を変更することが望ましい。 Therefore it is desirable to change the detection sensitivity with respect to the air-fuel ratio.【００１８】 [0018]請求項８にかかる発明においては、触媒状態を、触媒温度、触媒出ガス温度、触媒内の空燃比度合いの少なくともいずれか一つとする。 In the invention according to claim 8, the catalyst state, the catalyst temperature, the catalyst outlet gas temperature, and at least one of the air-fuel ratio the degree of the catalyst.【００１９】 [0019]特に触媒下流の空燃比センサに本発明を適用する場合には触媒温度及び触媒内の空燃比状態でも排ガス中の成分が異なるため触媒状態に応じて検出感度を変更するようにするとよい。 In particular it may be to change the detection sensitivity depending on the condition of the catalyst for component different in the exhaust gas in the air-fuel ratio state of the catalyst temperature and the catalyst in the case of applying the present invention to an air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst.【００２０】 [0020]請求項９において、優先度決定手段は、特定ガスの排出量の増加が推定される場合に、感度を優先させるガスとして前記増加が推定される特定ガスを設定する。 In claim 9, the priority determining means, when the increase in the emissions of the specific gas is estimated, the increase as a gas to give priority to sensitivity to set a specific gas to be estimated.これにより特定ガスの排出量の増加が推定される場合に、その特定ガスに対する感度を事前に向上させておくことができる。 If the increase in the emissions of certain gases by which is estimated, it can be allowed to increase the sensitivity to the specific gas in advance.【００２１】 [0021]このとき、請求項１０のように、運転条件の変化に応じて排出ガスが増加するガスを推定すると良い。 In this case, as in claim 10, it is preferable to estimate the gas exhaust gas increases in response to changes in operating conditions.特に、スロットル開度の増加から加速が実施される判断された場合は、高負荷になり燃焼温度が増加しＮＯｘの排ガスの増加が予想されるので、事前にＮＯｘの検出感度を増加させておくようにすると良い。 In particular, if the acceleration from increasing the throttle opening is determined is carried out, since the combustion temperature becomes high load is expected to increase in the exhaust gas of NOx increases, previously pre-increase the detection sensitivity of the NOx it may be so.【００２２】 [0022]また、請求項１１のように、エンジン負荷に関連するパラメータの低負荷から高負荷への変化に応じて排ガスが増加するガスを推定すると良い。 Also, as in claim 11, it is preferable to estimate the gas exhaust is increased in response to changes in the high-load from the low load parameters related to the engine load.【００２３】 [0023]また、燃料カットからの復帰時や目標空燃比をリーンからリッチに切り替る場合、触媒内に貯まった酸素の影響により大量に排出されるＮＯｘを低減するために所定期間空燃比を強制的にリッチにして触媒に導入する技術が知られている。 In addition, when it switches the return time or the target air-fuel ratio from the fuel-cut from lean to rich, forcing rich for a predetermined period the air-fuel ratio to reduce NOx, abundantly discharged under the influence of oxygen accumulated in the catalyst technology to be introduced into the catalyst has been known to to.このような技術においては、触媒後の空燃比センサによりリッチが検出されたら強制的にリッチにすることを中止している。 In such techniques, rich is stopped to forcibly rich if it is detected by the air-fuel ratio sensor after the catalyst.しかしながら、リッチガスが検出されてから強制リッチを停止するためエミッションが悪化してしまう。 However, rich gas is emission to stop the forced rich from detection deteriorates.【００２４】 [0024]これに対して、請求項１２に記載の発明では、空燃比の変化に応じて特定ガスの排出量の増加を推定するので、事前に空燃比がリッチになることが想定される場合、ＣＯやＨＣに対する検出感度を向上させることができる。 In contrast, in the invention described in claim 12, since the estimated increase in the emissions of certain gases in accordance with a change in the air-fuel ratio, if the pre-air-fuel ratio that is assumed to be rich, CO Ya it is possible to improve the detection sensitivity for HC.よって、必要以上の強制リッチをする必要がなくなりＣＯ、ＨＣの低減や燃費悪化を防止できる。 Therefore, CO is no longer necessary to undue force rich, the reduction and fuel economy of the HC can be prevented.【００２５】 [0025]請求項１３にかかる発明は、空燃比センサのセンサ素子温を調整する方向を具体化したものである。 The invention according to claim 13 is obtained by embodying the direction of adjusting the sensor element temperature of the air-fuel ratio sensor.つまり、低負荷時よりも高負荷時の方が前記固体電解質素子の温度が高くなる様に調整する。 In other words, who at the time of high load is adjusted so higher temperature of the solid electrolyte element than at low load.これは先に述べたように高負荷程排ガス中のＮＯｘが増加するためセンサ素子温を軽負荷よりも高くすることにより、高負荷でのＮＯｘ低減及び軽負荷時のＣＯ、ＨＣの低減を可能にすることができる。 This is because to be higher than the light load sensor element temperature for NOx in the exhaust gas as a high load as described above is increased, enabling the NOx reduction and a light load of CO, reduction of the HC at high load it can be.【００２６】 [0026]請求項１４にかかる発明においては、内燃機関の排ガス通路に設けられた排ガス浄化用の触媒と、前記触媒の上流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記触媒の下流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する下流側空燃比センサとを備えるものにおいて、温度調整手段は、エンジン運転状態に応じて前記下流側空燃比センサの固体電解質素子の温度を調整する。 In the invention according to claim 14, the catalyst for exhaust gas purification provided in the exhaust gas passage of an internal combustion engine, is provided on an upstream side of the catalyst, an upstream-side air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas, wherein disposed downstream of the catalyst, in which and a downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of the exhaust gas, the temperature adjusting means, the temperature of the solid electrolyte element of the downstream air-fuel ratio sensor in accordance with the engine operating condition to adjust.【００２７】 [0027]請求項１５にかかる発明においては、内燃機関の排ガス通路に設けられた排ガス浄化用の触媒と、前記触媒の上流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記触媒の下流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する下流側空燃比センサとを備えたものにおいて、温度調整手段は、優先度決定手段により優先された排ガス中の特定ガスに対する感度が向上するように前記下流側空燃比センサの固体電解質素子の温度を調整する。 In the invention according to claim 15, the catalyst for exhaust gas purification provided in the exhaust gas passage of an internal combustion engine, is provided on an upstream side of the catalyst, an upstream-side air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas, wherein disposed downstream of the catalyst, improving in that a downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of the exhaust gas, the temperature adjustment means, the sensitivity to a particular gas in the priority by the priority determination means exhaust gas temperature of the solid electrolyte element of the downstream air-fuel ratio sensor to be adjusted.【００２８】 [0028]請求項１６にかかる発明においては、エンジン負荷あるいは排ガス流量に関連するパラメータに基づき低負荷時よりも高負荷時な程、あるいは排ガス流量が多いほど固体電解質素子の温度が高くなるように調整する。 In the invention according to claim 16, enough of the high load than at low load based on parameters related to the engine load or the exhaust gas flow rate, or adjusted so that the temperature of the solid electrolyte element as the exhaust gas flow rate is high increases.【００２９】 [0029]つまり、低負荷時よりも高負荷時な程、あるいは排ガス流量が多いほどエンジンで排出されるＮＯｘの量が増加する。 In other words, the amount of NOx discharged the engine as extent that under high load than at low load, or flue gas flow rate is often increased.また、ＮＯｘは触媒での反応速度が比較的遅いため、触媒で浄化され難い傾向がある。 Further, NOx because the relatively slow kinetics of the catalyst, tends to hardly purified by the catalyst.よって各々の状態において、センサ素子温度を高く調整するすることでＮＯｘに対して感度よく検出することが可能になる。 Therefore, in each state, it is possible to detect with high sensitivity with respect to NOx by increasing adjusting the sensor element temperature.【００３０】 [0030]また、より下流触媒でＮＯｘを浄化する必要がある高負荷かつ排ガス流量大の場合は、上流側センサよりも下流側センサ素子温を高く設定しても良い。 In the case of higher load and flue gas flow rate large is necessary to purify the NOx in the downstream catalyst may be set high downstream sensor element temperature of the upstream sensor.【００３１】 [0031]請求項１７においては、温度調整手段は、空燃比がリッチな場合よりもリーンな場合の方が固体電解質素子の温度が高くなる様に調整する。 In claim 17, the temperature adjustment means, towards the case than if the air-fuel ratio is rich lean is adjusted so the temperature of the solid electrolyte element is increased.つまり、先に述べたように、排ガス中の成分は，空燃比がリッチな場合はＣＯ・ＨＣ等が増大し、リーンな場合はＮＯｘが増大するため、空燃比に対して検出感度を変更することが望ましい。 That is, as previously mentioned, components in the exhaust gas, when the air-fuel ratio is rich is increased CO · HC, etc., if lean because NOx is increased, it changes the detection sensitivity with respect to the air-fuel ratio it is desirable.よって、空燃比がリッチな場合よりもリーンな場合の方を固体電解質素子の温度を高くなる様に調整することで検出感度を向上させることができる。 Therefore, it is possible to improve the detection sensitivity by the air-fuel ratio is adjusted toward the case lean than rich as higher the temperature of the solid electrolyte element.【００３２】 [0032]請求項１８にかかる発明においては、内燃機関の排ガス通路に設けられた排ガス浄化用の触媒と、前記触媒の上流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記触媒の下流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する下流側空燃比センサとを備え、前記温度調整手段は、前記触媒上流の空燃比に応じて前記固体電解質素子の温度を調整する。 In the invention according to claim 18, the catalyst for exhaust gas purification provided in the exhaust gas passage of an internal combustion engine, is provided on an upstream side of the catalyst, an upstream-side air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas, wherein disposed downstream of the catalyst, a downstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio in exhaust gases, said temperature adjusting means adjusts the temperature of the solid electrolyte element in accordance with the air-fuel ratio of the catalyst upstream.【００３３】 [0033]つまり、前記触媒上流の空燃比の情報をもとに触媒内部の空燃比状態を推定することで触媒から排出され易い成分に対して事前にセンサ素子温を調整することで、いち早く低減すべき排ガスに対する検出感度を向上させることが可能とできる。 In other words, the by adjusting the pre-sensor element temperature with respect to easy component is discharged from the catalyst the information of the air-fuel ratio upstream of the catalyst by estimating the air-fuel ratio state of the catalyst inside the original, the exhaust gas to be quickly reduced it is possible to improve the detection sensitivity.【００３４】 [0034]特に、触媒上流の空燃比がリッチな場合は、触媒からリッチ成分であるＣＯ、ＨＣが排出される可能性が高いことを示しており、またリーンな場合は、逆にリーン成分のＮＯｘを排出される可能性が高い。 In particular, when the air-fuel ratio upstream of the catalyst is rich, CO from the catalyst is rich component indicates that there is a high possibility that HC is discharged, and if the lean, the exhaust NOx in the lean component reversed It is likely to be.そのため、上流空燃比センサがリーンな場合は、リッチな場合に較べて触媒下流のセンサ素子温を温度を高くなる様に調整することにより、排ガスを感度良く検出することが可能となる。 Therefore, the upstream air-fuel ratio sensor may lean, by adjusting the sensor element temperature of the catalyst downstream as higher temperature as compared with the case rich, it is possible to detect the exhaust gas with high sensitivity.【００３５】 [0035]【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION《実施形態（１）》 "Embodiment (1)"以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図１７に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention (1) will be described with reference to FIGS. 1 to 17.【００３６】 [0036]以下、この発明を空燃比検出装置に具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。 It will be described below with reference to embodying drawings an embodiment the air-fuel ratio detecting device of this invention.なお、本実施の形態における空燃比検出装置は、特に自動車に搭載される電子制御ガソリン噴射エンジンに適用されるものである。 The air-fuel ratio detection device according to the present embodiment is intended to be applied to an electronic control gasoline injection engine, which is particularly mounted on an automobile.同エンジンの空燃比制御システムにおいては空燃比検出装置による検出結果に基づいてエンジンへの燃料噴射量を所望の空燃比に制御する。 Controlling the fuel injection amount to the engine to a desired air-fuel ratio based on the detection result of the air-fuel ratio detecting apparatus in an air-fuel ratio control system of the engine.【００３７】 [0037]以下では、エンジの運転状態の判定手段、エンジンから排出される排ガス成分の推定、検知すべき排気ガス成分に応じて特定ガスの感度を向上させる優先度決定手段、その優先度決定手段の結果の基づいて、エンジの排気系に搭載された空燃比センサの素子温度を調整する素子温度制御手段、空燃比センサに付設されたヒータの通電制御手順を詳細に説明すると共に、それらの処理を実現するための具体的構成について説明する。 In the following, the determination means engine operating conditions, estimation of the exhaust gas components discharged from the engine, the priority determining means for improving the sensitivity of a specific gas in accordance with the exhaust gas component to be detected, the result of the priority determination means based on the element temperature control means for adjusting the element temperature of the air-fuel ratio sensor mounted on engine exhaust system, with explaining the energization control procedure of the heater attached to the air-fuel ratio sensor in detail, to realize their processing It will be described a specific configuration for.【００３８】 [0038]まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。 First, a schematic configuration of an engine control system with reference to FIG.エンジン（内燃機関）１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。 In the most upstream portion of an intake pipe 12 of an engine (internal combustion engine) 11, an air cleaner 13 is provided on the downstream side of the air cleaner 13, an air flow meter 14 is provided for detecting an intake air quantity.このエアフローメータ１４の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。 The downstream of the air flow meter 14, a throttle opening sensor 16 for detecting the throttle valve 15 and the throttle opening is provided.【００３９】 [0039]更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。 Further, on the downstream side of the throttle valve 15, it is provided a surge tank 17, to the surge tank 17 is provided with an intake pipe pressure sensor 18 for detecting an intake pipe pressure.また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。 Further, the surge tank 17, an intake manifold 19 for introducing air is provided to each cylinder of the engine 11, in the vicinity of an intake port of the intake manifold 19 of each cylinder, the fuel injection valve 20 for injecting fuel is attached .【００４０】 [0040]一方、エンジン１１の排気管２１（排ガス通路）の途中には、排ガス中の有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等）を低減させる上流側触媒２２と下流側触媒２３とが直列に設置されている。 On the other hand, an exhaust pipe 21 of the engine 11 (exhaust gas passage) is harmful components in the exhaust gas (CO, HC, NOx, etc.) and the upstream catalyst 22 and downstream catalyst 23 for reducing are installed in series .この場合、上流側触媒２２は、始動時に早期に暖機が完了して始動時の排気エミッションを低減するように比較的小容量に形成されている。 In this case, the upstream side catalyst 22 early are formed in a relatively small capacity as with the warm-up is completed to reduce the exhaust emission at the start to the time of startup.これに対して、下流側触媒２３は、排ガス量が多くなる高負荷域でも、排ガスを十分に浄化できるように比較的大容量に形成されている。 In contrast, the downstream catalyst 23, also in the high load region where the greater the quantity of exhaust gas are formed in a relatively large capacity so sufficiently purify the exhaust gas.【００４１】 [0041]更に、上流側触媒２２の上流側には、排ガスの空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力するリニア空燃比センサ２４が設けられ、上流側触媒２２の下流側と下流側触媒２３の下流側には、それぞれ理論空燃比近傍で比較的急激に出力が変化する、いわゆるＺ特性を備えた第１の酸素センサ２５、第２の酸素センサ２６が設けられている。 Further, on the upstream side of the upstream catalyst 22, the linear air-fuel ratio sensor 24 that outputs a linear air-fuel ratio signal indicative of the air-fuel ratio of the exhaust gas is provided downstream of the downstream side and the downstream side catalyst 23 of the upstream catalyst 22 on the side, relatively rapidly output at the stoichiometric air-fuel ratio near each change, the first oxygen sensor 25, the second oxygen sensor 26 is provided with a so-called Z properties.以下、リニア空燃比センサ及び酸素センサを合わせて空燃比センサと記載する。 Hereinafter referred to as the air-fuel ratio sensor and the combined linear air-fuel ratio sensor and an oxygen sensor.また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２７や、エンジン回転数ＮＥを検出するクランク角センサ２８が取り付けられている。 The cylinder block of the engine 11, and the cooling water temperature sensor 27 for detecting a cooling water temperature, a crank angle sensor 28 for detecting an engine rotational speed NE is attached.【００４２】 [0042]これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」という）２９に入力される。 Sensor outputs of these various are inputted to an engine control circuit (hereinafter referred to as "ECU") 29.このＥＣＵ２９は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶されたプログラムを実行することで、例えば排ガスの空燃比をフィードバック制御する。 The ECU29 includes a microcomputer as a main component, by executing a program stored in the built-in ROM (storage medium) for example, feedback control of the air-fuel ratio of the exhaust gas.【００４３】 [0043]本実施の形態において、排ガスの空燃比は、例えば特開２００１−１９３５２１号公報に記載のフィードバック制御で制御される。 In this embodiment, the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled by the feedback control described in, for example, JP-2001-193521.【００４４】 [0044]図２は、図１の構成において、触媒上流側の空燃比センサとしてリニア空燃比センサ２４を用い、触媒下流側の空燃比センサとして第１の酸素センサ２５および第２の空燃比センサ２６のいずれか一方を切り換えて用いた時の空燃比フィードバック制御のフローチャートである。 2, one in the configuration of FIG. 1, using a linear sensor 24 as an air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst, the air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst of the first oxygen sensor 25 and the second air-fuel ratio sensor 26 or is a flowchart of an air-fuel ratio feedback control when using switched one.【００４５】 [0045]また図３、図４は、図１のリニア空燃比センサ２４および第１の酸素センサ２５に加え、第２の酸素センサ２６を用いた場合の他の空燃比フィードバック制御のフローチャートである。 The 3 and 4, in addition to the linear sensor 24 and the first oxygen sensor 25 of FIG. 1 is a flow chart of another air-fuel ratio feedback control in the case of using the second oxygen sensor 26.【００４６】 [0046]次に、図２の目標空燃比設定プログラムの処理内容を説明する。 Next, processing contents of the target air-fuel ratio setting program of FIG.本プログラムが起動されると、まず、ステップ７０１で、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側の酸素センサを第１の酸素センサ２５と第２の酸素センサ２６の中から選択する。 When the program is started, first, in step 701, it selects the oxygen sensor on the downstream used for setting the target air-fuel ratio λTG from the first oxygen sensor 25 of the second oxygen sensor 26.【００４７】 [0047]例えば、排ガス流量の少ない低負荷運転時等には、上流側触媒２２のみでも排ガスをかなり浄化できる。 For example, the low flue gas flow rate a low load operation or the like can considerably purify the exhaust gas even only on the upstream side catalyst 22.よって、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとしては、第１の酸素センサ２５を用いた方が空燃比制御の応答性が良い。 Therefore, as the downstream side of the sensor used for setting the target air-fuel ratio .lambda.TG, preferable to use the first oxygen sensor 25 is good responsiveness of the air-fuel ratio control.しかし、排ガス流量が多くなると、上流側触媒２２内で浄化されずに通り抜ける排ガス成分量が多くなるため、上流側触媒２２と下流側触媒２３の両方を有効に使用して排ガスを浄化する必要がある。 However, if the flue gas flow rate is increased, since the amount of exhaust gas components passing through without being purified in the upstream-side catalyst 22 is increased, it requires that both the upstream catalyst 22 and the downstream catalyst 23 is effectively used to purify the exhaust gas is there.この場合は、下流側触媒２３の状態も考慮した空燃比フィードバック制御を行うことが好ましいため、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとしては、第２の酸素センサ２６を用いることが好ましい。 In this case, since it is preferable to perform the air-fuel ratio feedback control in consideration of the state of the downstream catalyst 23, the downstream side of the sensor used for setting the target air-fuel ratio .lambda.TG, it is preferable to use the second oxygen sensor 26 .【００４８】 [0048]また、エンジン１１から排出される排ガスの空燃比の変化（上流側触媒２２上流側の空燃比センサ２４の出力変化）が第１の酸素センサ２５の出力変化に現れるまでの遅れ時間が短くなるほど、上流側触媒２２内で浄化されずに通り抜ける排ガス成分量が多くなっている（つまり浄化効率が低下している）ことを意味する。 Also, as the delay time until the change in the air-fuel ratio of exhaust gas discharged from the engine 11 (the output variation of the air-fuel ratio sensor 24 of the upstream catalyst 22 upstream) appears at the output change of the first oxygen sensor 25 is shortened, amount exhaust gas components passing through without being purified in the upstream-side catalyst 22 is much going on means (is ie purification efficiency is reduced) it.よって、第１の酸素センサ２５の出力変化の遅れ時間が短い場合は、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとして、第２の酸素センサ２６の出力を用いることが好ましい。 Therefore, if the delay time of the output change of the first oxygen sensor 25 is short, as a downstream side of the sensor used for setting the target air-fuel ratio .lambda.TG, it is preferable to use the output of the second oxygen sensor 26.【００４９】 [0049]そこで、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとして第２の酸素センサ２６を選択する条件は、▲１▼エンジン１１から排出される排ガスの空燃比変化（リニア空燃比センサ２４の出力変化）が第１の酸素センサ２５の出力変化に現れるまでの遅れ時間（又は周期）が所定時間（又は所定周期）よりも短いこと、又は、▲２▼吸入空気量（排ガス流量）が所定値以上であることとしている。 Therefore, the condition for selecting the second oxygen sensor 26 as a sensor on the downstream used for setting the target air-fuel ratio λTG is, ▲ 1 ▼ air-fuel ratio change in the exhaust gas discharged from the engine 11 (the output variation of the linear air-fuel ratio sensor 24 ) is first delay time to appear at the output change of the oxygen sensor 25 (or period) is shorter than the predetermined time (or predetermined period), or, ▲ 2 ▼ intake air amount (exhaust gas flow rate) is greater than a predetermined value it is set to be at.【００５０】 [0050]これら２つの条件▲１▼、▲２▼のどちらか一方を満たしたときは、第２の酸素センサ２６を選択し、どちらも満たさない場合は、第１の酸素センサ２５を選択する。 These two conditions ▲ 1 ▼, when filled with one ▲ 2 ▼ either selects the second oxygen sensor 26, and if not satisfied either, selecting a first oxygen sensor 25.尚、▲１▼と▲２▼の両方の条件を満たしたときに第２の酸素センサ２６を選択するようにしても良い。 Incidentally, ▲ 1 ▼ and ▲ 2 ▼ when met both conditions may be selected a second oxygen sensor 26.【００５１】 [0051]このようにして、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサを選択した後、ステップ７０２に進み、選択した酸素センサの出力電圧ＶＯＸ２が理論空燃比（λ＝１）に相当する目標出力電圧（例えば０．４５Ｖ）より高いか低いかによって、リッチかリーンかを判定し、リーンのときには、ステップ７０３に進み、前回もリーンであったか否かを判定する。 Thus, after selecting the sensor on the downstream used for setting the target air-fuel ratio .lambda.TG, the process proceeds to step 702, the target output voltage output voltage VOX2 the selected oxygen sensor corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio (lambda = 1) (e.g., 0.45 V) by the higher or lower than, it is determined whether rich or lean, when the lean, the process proceeds to step 703, determines whether a last time lean.前回も今回もリーンである場合には、ステップ７０４に進み、リッチ積分量λＩＲを、現在の吸入空気量ＱＡに応じてマップから求める。 If last time also lean this time, the process proceeds to step 704, obtains the rich integration amount RamudaIR, from the map based on the current intake air amount QA.【００５２】 [0052]このリッチ積分量λＩＲのマップとして、図５（ａ）の上欄に示される上流側触媒下流側センサ（第１の酸素センサ）用マップと図５（ｂ）の上欄に示される下流側触媒下流側センサ（第２の酸素センサ）用のマップとが記憶されており、使用するセンサに応じていずれか一方のマップが選択される。 As a map in the rich integration amount RamudaIR, downstream catalyst shown in the column on the upstream catalyst downstream sensor shown in the upper column of FIG. 5 (a) (first oxygen sensor) for the map and FIG. 5 (b) downstream sensor and the map of the (second oxygen sensor) for the stored, either in response to sensors that use one map is selected.これらのリッチ積分量λＩＲのマップ特性は、吸入空気量ＱＡが大きくなるほど、リッチ積分量λＩＲが小さくなるように設定され、吸入空気量ＱＡが小さい領域では、下流側触媒下流側センサ用のマップの方が上流側触媒下流側センサ用マップよりもリッチ積分量λＩＲが少し大きくなるように設定されている。 Map the characteristics of these rich integration amount λIR are, the greater the intake air amount QA, is set as rich integration amount λIR decreases, the region intake air amount QA is small, the map for the downstream catalyst downstream sensor it is rich integration amount λIR is set to be slightly larger than the map for the upstream catalyst downstream sensor.リッチ積分量λＩＲの算出後、ステップ７０５に進み、目標空燃比λＴＧをλＩＲだけリッチ側に補正し、そのときのリッチ／リーンを記憶して（ステップ７１３）、本プログラムを終了する。 After calculating the rich integration amount RamudaIR, the process proceeds to step 705, the target air-fuel ratio λTG corrected by the rich side RamudaIR, stores rich / lean at that time (step 713), followed by terminating the program.【００５３】 [0053]また、前回リッチで今回リーンに反転した場合には、ステップ７０３からステップ７０６に進み、リッチ側へのスキップ量λＳＫＲを、触媒のリッチ成分ストレージ量ＯＳＴＲｉｃｈに応じて求める。 Further, when the inverted lean time in the previous rich, the process proceeds from step 703 to step 706, the skip amount λSKR to the rich side is calculated in accordance with the rich component storage amount OSTRich catalyst.なお、リッチ成分ストレージ量ＯＳＴＲｉｃｈ算出処理は、特開２００１−１９３５２１号公報記載の処理と同じであり、ここでは省略する。 Incidentally, the rich component storage amount OSTRich calculation processing is the same as the process described in JP 2001-193521 is omitted here.【００５４】 [0054]図６のマップ特性は、リッチ成分ストレージ量ＯＳＴＲｉｃｈの絶対値が小さくなるほどリッチスキップ量λＳＫＲも小さくなるように設定されている。 Map the characteristics of FIG. 6 is set to be smaller the rich skip amount λSKR as the absolute value of the rich component storage amount OSTRich decreases.スキップ量λＳＫＲの算出後、ステップ７０７進み、目標空燃比λＴＧをλＩＲ＋λＳＫＲだけリッチ側に補正し、そのときのリッチ／リーンを記憶して（ステップ７１３）、本プログラムを終了する。 After calculating the skip amount RamudaSKR, step 707 advances, the target air-fuel ratio λTG corrected by the rich side λIR + λSKR, stores rich / lean at that time (step 713), followed by terminating the program.【００５５】 [0055]一方、前記スキップ７０２で、酸素センサの出力電圧ＶＯＸ２がリッチであるときには、ステップ７０８に進み、前回もリッチであったか否かを判定する。 Meanwhile, in the skip 702, when the output voltage VOX2 of the oxygen sensor is rich, the process proceeds to step 708, last time determines whether a rich.前回も今回もリッチである場合には、ステップ７０９に進み、リーン積分量λＩＬを現在の吸入空気量ＱＡに応じて図５に示すマップから求める。 If last time is rich of this time, the process proceeds to step 709, determined from the map shown in FIG. 5 in accordance with the lean integration amount λIL the current intake air amount QA.このリーン積分量λＩＬのマップとして、図５（ａ）の下欄に示される上流側触媒下流側センサ（第１の酸素センサ）用マップと図５（ｂ）の下欄に示される下流側触媒下流側センサ（第２の酸素センサ）用のマップが設定され、下流側のセンサとして選択されたセンサに応じていずれか一方のマップが選択される。 As maps for this lean integral amount RamudaIL, downstream catalyst shown in the lower column of the upstream catalyst downstream sensor (first oxygen sensor) for the map and FIG. 5 (b) shown in the lower column of FIGS. 5 (a) is set downstream sensor (second oxygen sensor) map for, one map is selected either according to the selected sensor as a sensor on the downstream side.【００５６】 [0056]図５（ａ）、図５（ｂ）のリーン積分量λＩＬのマップ特性は、吸入空気量ＱＡが大きくなるほど、リーン積分量λＩＬが小さくなるように設定され、吸入空気量ＱＡが小さい領域では、下流側触媒下流側センサ用のマップの方が上流側触媒下流側センサ用マップよりもリーン積分量λＩＬが少し大きくなるように設定されている。 FIG. 5 (a), the map characteristics of the lean integration amount λIL in FIG. 5 (b), the larger the intake air amount QA, is set to the lean integration amount λIL decreases, the region intake air amount QA is small, downstream catalyst downstream lean integration amount than the map for the upstream catalyst downstream sensor better map for side sensor λIL is set to be slightly larger.リーン積分量λＩＬの算出後、ステップ７１０に進み、目標空燃比λＴＧをλＩＬだけリーン側に補正し、そのときのリッチ／リーンを記憶して（ステップ７１３）、本プログラムを終了する。 After calculating the lean integration amount RamudaIL, the process proceeds to step 710, the target air-fuel ratio λTG only corrected to the lean side RamudaIL, stores rich / lean at that time (step 713), followed by terminating the program.【００５７】 [0057]また、前回はリーン側で今回リッチに反転した場合には、ステップ７０８からステップ７１１に進み、リーン側へのスキップ量λＳＫＬを、触媒のリーン成分ストレージ量ＯＳＴＬｅａｎに応じて図６に示すマップから求める。 Also, when the previous is inverted rich time in the lean side, the process proceeds from step 708 to step 711, the skip amount λSKL to the lean side is calculated from the map shown in FIG. 6 in accordance with the lean component storage amount OSTLean catalyst .なお、リーン成分ストレージ量ＯＳＴＬｅａｎ算出処理は、特開２００１−１９３５２１号公報記載の処理と同じであり、ここでは省略する。 Incidentally, the lean component storage amount OSTLean calculation processing is the same as the process described in JP 2001-193521 is omitted here.【００５８】 [0058]図６のマップ特性は、リーン成分ストレージ量ＯＳＴＬｅａｎが小さくなるほどリーンスキップ量λＳＫＬも小さくなるように設定されている。 Map the characteristics of FIG. 6 is set to be smaller lean skip amount λSKL higher the lean component storage amount OSTLean decreases.この後、ステップ７１２で、目標空燃比λＴＧをλＩＬ＋λＳＫＬだけリーン側に補正し、そのときのリッチ／リーンを記憶して（ステップ７１３）、本プログラムを終了する。 Thereafter, in step 712, the target air-fuel ratio λTG corrected by the lean side λIL + λSKL, stores rich / lean at that time (step 713), followed by terminating the program.【００５９】 [0059]図６のマップから明らかなように、触媒２２，２３の劣化によってリッチ成分ストレージ量ＯＳＴＲｉｃｈやリーン成分ストレージ量ＯＳＴＬｅａｎが低下してきたときには、リッチスキップ量λＳＫＲやリーンスキップ量λＳＫＬも次第に小さな値に設定されるため、触媒２２，２３の吸着限界を越えた過補正が行われて有害成分が排出されるのが未然に防止される。 As is clear from the map of FIG. 6, when the rich component storage amount OSTRich or lean component storage amount OSTLean has been reduced by the deterioration of the catalyst 22 and 23, the rich skip amount λSKR or lean skip amount λSKL also set gradually to a smaller value because, the harmful components overcorrection is performed beyond the adsorption limit of the catalyst 22 is discharged it can be prevented.【００６０】 [0060]次に目標空燃比設定処理の他の実施形態を図３および図４のフローチャートに沿って説明する。 Next will be described along the other embodiments of the target air-fuel ratio setting processing in the flowchart of FIGS.【００６１】 [0061]ＥＣＵ２９は、図３の目標空燃比設定プログラム及び図４の目標出力電圧設定プログラムを実行して、空燃比フィードバック制御の目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとして第１の酸素センサ２５を選択したときに、第２の酸素センサ２６の出力に応じて第１の酸素センサ２５の目標出力電圧ＴＧＯＸを変化させるようにしている。 ECU29 executes the target output voltage setting program of the target air-fuel ratio setting program and 4 of Figure 3, the first oxygen sensor 25 as a downstream side of the sensor used for setting the target air-fuel ratio λTG air-fuel ratio feedback control when selected, so that changing the target output voltage TGOX of the first oxygen sensor 25 according to the output of the second oxygen sensor 26.【００６２】 [0062]なお、図３において、図２と同様の処理を実行するステップには図２と同じステップ番号を付している。 In FIG. 3, the step of executing the same processes as those in FIG. 2 are denoted by the same step numbers as in FIG.以下では、主に図２との相違点について説明する。 The following description mainly the differences with FIG.【００６３】 [0063]図３の目標空燃比設定プログラムでは、まず、ステップ７０１で、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサを上流側触媒２２下流側の酸素センサ２５と下流側触媒２３下流側の酸素センサ２６の中から選択した後、ステップ７１４に進み、後述する図４の目標出力電圧設定プログラムを実行して、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサの目標出力電圧ＴＧＯＸを設定する。 The target air-fuel ratio setting program of FIG. 3, first, at step 701, the oxygen sensor 25 of the sensor on the downstream side of the upstream catalyst 22 downstream used for setting the target air-fuel ratio λTG and the downstream catalyst 23 downstream of the oxygen sensor 26 after selecting from among, the process proceeds to step 714, by executing the target output voltage setting program of FIG. 4 to be described later, sets the target output voltage TGOX the downstream side of the sensor to be used for setting the target air-fuel ratio .lambda.TG.【００６４】 [0064]この後、ステップ７１５に進み、選択した酸素センサの出力電圧ＶＯＸ２が目標出力電圧ＴＧＯＸより高いか低いかによって、リッチかリーンかを判定し、その結果に応じてステップ７０３〜７１３で、前述した方法で、目標空燃比λＴＧを算出して、そのときのリッチ／リーンを記憶し、本プログラムを終了する。 Then, the procedure proceeds to step 715, the method is the output voltage VOX2 selected oxygen sensor depending on whether higher than the target output voltage TGOX low, it is determined whether rich or lean, at step 703-713 according to the result, the above-described in calculates the target air-fuel ratio .lambda.TG, stores rich / lean at that time, the program is finished.【００６５】 [0065]次に、図３のステップ７１４で実行される図４の目標出力電圧設定プログラムの処理内容を説明する。 Next, processing contents of the target output voltage setting program of FIG. 4, which is performed in step 714 of FIG. 3.本プログラムが起動されると、まず、ステップ９０１で、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとして第１の酸素センサ２５が選択されているか否かを判定する。 Determining if the program is started, first, at step 901, whether the first oxygen sensor 25 as a sensor on the downstream used for setting the target air-fuel ratio λTG is selected.もし、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとして第１の酸素センサ２５が選択されていれば、ステップ９０２に進み、第２の酸素センサ２６の出力電圧をパラメータとする目標出力電圧ＴＧＯＸのマップから、現在の第２の酸素センサ２６の出力電圧に応じた目標出力電圧ＴＧＯＸを算出する。 If, if the first oxygen sensor 25 is selected as the sensor on the downstream used for setting the target air-fuel ratio .lambda.TG, the process proceeds to step 902, the target output voltage an output voltage of the second oxygen sensor 26 as parameters TGOX from the map, it calculates a target output voltage TGOX corresponding to the current output voltage of the second oxygen sensor 26.【００６６】 [0066]この場合、目標出力電圧ＴＧＯＸのマップは、第２の酸素センサ２６の出力電圧（下流側触媒２３の流出ガスの空燃比）が理論空燃比付近の所定範囲（β≦出力電圧≦α）では、第２の酸素センサ２６の出力が大きくなる（リッチになる）に従って目標出力電圧ＴＧＯＸが小さくなる（リーンになる）ように設定されている。 In this case, the map of the target output voltage TGOX is the output voltage predetermined range around the stoichiometric air-fuel ratio (air-fuel ratio of the effluent gas of the downstream catalyst 23) (beta ≦ output voltage ≦ alpha) of the second oxygen sensor 26, target output voltage TGOX decreases in accordance with the output of the second oxygen sensor 26 increases (becomes richer) are set (to become lean) as.更に、第２の酸素センサ２６の出力が所定値αよりも大きい領域では、目標出力電圧ＴＧＯＸが所定下限値（例えば０．４Ｖ）となり、第２の酸素センサ２６の出力が所定値βよりも小さい領域では、目標出力電圧ＴＧＯＸが上限値（例えば０．６５Ｖ）となるように設定されている。 Further, in a region output is greater than the predetermined value α of the second oxygen sensor 26, the target output voltage TGOX predetermined lower limit value (e.g. 0.4V), and the output of the second oxygen sensor 26 is below a predetermined value β in a small area, the target output voltage TGOX is set to be an upper limit value (e.g., 0.65V).【００６７】 [0067]これにより、第１の酸素センサ２５の目標出力電圧ＴＧＯＸは、下流側触媒２３の排ガス成分の吸着量が所定値以下となる範囲内又は下流側触媒２３を流れる排ガスの空燃比が所定の浄化ウインドの範囲内となるように設定される。 Thus, the target output voltage TGOX the first oxygen sensor 25, the downstream side adsorption amount of exhaust gas components of the catalyst 23 is equal to or less than a predetermined value range or downstream air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the side catalyst 23 is the predetermined purification window It is set to be within a range of.【００６８】 [0068]一方、目標空燃比λＴＧの設定に用いる下流側のセンサとして第２の酸素センサ２６を選択している場合は、ステップ９０１からステップ９０３に進み、目標出力電圧ＴＧＯＸを所定値（例えば０．４５Ｖ）に設定する。 On the other hand, if you select the second oxygen sensor 26 as a downstream side of the sensor used for setting the target air-fuel ratio λTG proceeds from step 901 to step 903, the target output voltage TGOX predetermined value (e.g. 0.45 V) It is set to.以上説明した目標出力電圧設定プログラムがセカンドフィードバック制御手段に相当する役割を果たす。 Serve to explaining the target output voltage setting program corresponds to the second feedback control means or more.【００６９】 [0069]図７は、本実施の形態における空燃比検出装置の概要を示す構成図である。 Figure 7 is a block diagram showing an outline of the air-fuel ratio detection device according to the present embodiment.図７において、ＥＣＵ２９は、その内部演算の中枢をなすマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１２０を備え、マイコン１２０は燃料噴射制御や点火制御等を実現するためのホストマイコン１１６に対して相互に通信可能に接続されている。 In FIG. 7, ECU 29, the internal operation of the microcomputer constituting the central (hereinafter, microcomputer hereinafter) equipped with a 120, the microcomputer 120 mutually communicate to the host microcomputer 116 for implementing the fuel injection control and ignition control, etc. It is connected.リニア空燃比センサ２４は、エンジン１１のエンジン本体から延びる排気管２１に取り付けられており、マイコン１２０で出力を検出する。 Linear air-fuel ratio sensor 24 is attached to an exhaust pipe 21 extending from the engine body of the engine 11, for detecting the output by the microcomputer 120.マイコン１２０は、図示しない各種演算処理を実行するための周知のＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭ，バックアップＲＡＭ等により構成され、所定の制御プログラムに従いヒータ制御回路１２５及びバイアス制御回路１４０を制御する。 The microcomputer 120 is known CPU for executing various arithmetic processing (not shown), ROM, RAM, is composed of a backup RAM, and controls the heater control circuit 125 and the bias control circuit 140 in accordance with a predetermined control program.【００７０】 [0070]ここで、マイコン１２０から出力されるバイアス指令信号Ｖｒは、Ｄ／Ａ変換器１２１を介してバイアス制御回路１４０に入力される。 The bias command signal Vr output from the microcomputer 120 is input to the bias control circuit 140 via the D / A converter 121.また、その時々の空燃比（酸素濃度）に対応するリニア空燃比センサ２４の出力を検出し、その検出値はＡ／Ｄ変換器１２３を介してマイコン１２０に入力される。 It also detects the output of the linear air-fuel ratio sensor 24 corresponding to the times of the air-fuel ratio (oxygen concentration), the detected value is inputted to the microcomputer 120 through the A / D converter 123.さらに、ヒータ電圧及びヒータ電流は、後述するヒータ制御回路１２５にて検出され、その検出値はＡ／Ｄ変換器１２４を介してマイコン１２０に入力される。 Further, the heater voltage and heater current is detected by the heater control circuit 125 to be described later, the detected value is inputted to the microcomputer 120 through the A / D converter 124.【００７１】 [0071]また、所定のバイアス指令信号Ｖｒを素子に印加し、図８に示す所定時間Ｔ１とＴ２間の変化、すなわち素子電圧変化ΔＶ、および素子電流ΔＩを検出し、下記式より素子インピーダンスを検出する。 Also, by applying to the element a predetermined bias command signal Vr, the change between the predetermined times T1 and T2 shown in FIG. 8, i.e., detects the device voltage variation [Delta] V, and the device current [Delta] I, detects the element impedance from the following equation.【００７２】 [0072]インピーダンス＝ΔＶ／ΔＩ Impedance = ΔV / ΔI検出された素子インピーダンス値はマイコン１２０に入力される。 Detected element impedance value is inputted to the microcomputer 120.素子インピーダンスは図９に示すように素子温度と強い相関を有し、この素子インピーダンスが所定値になるように空燃比センサが備えるヒータをデューティ制御することで空燃比センサの素子温度を制御可能である。 Element impedance has a device temperature and a strong correlation as shown in FIG. 9, capable of controlling the device temperature of the air-fuel ratio sensor heater provided in the air-fuel ratio sensor as the element impedance becomes a predetermined value by duty control is there.【００７３】 [0073]また、第１の酸素センサ２５、第２の酸素センサ２６にも同様に素子インピーダンスを検出し、この素子インピーダンスが所定値になるように、第１、第２の酸素センサ２５、２６が各々備えるヒータをデューティ制御することで、酸素センサの素子温度を制御できる。 The first oxygen sensor 25, similarly detects the element impedance to the second oxygen sensor 26, so that the element impedance becomes a predetermined value, comprising first, second oxygen sensor 25, 26 respectively by duty controlling the heater can control the device temperature of the oxygen sensor.【００７４】 [0074]この手法として本実施の形態では、図１０に示すように、実際に検出される素子インピーダンスと目標素子温度より算出される目標インピーダンスとの偏差によりＰＩ制御（比例、積分）する手法を採用しており、この手法により第１の酸素センサ２５の素子温度を制御している。 In this embodiment as the method, as shown in FIG. 10, actually the deviation by the PI control with the detected target impedance calculated from the element impedance and the target element temperature is (proportional, integral) a method of employing it cage, and controls the device temperature of the first oxygen sensor 25 by this technique.【００７５】 [0075]この詳細について図１０のフローチャートを用い説明する。 The details will be described with reference to the flowchart of FIG.このフローチャートは所定タイミング（ステップ４００）においてプログラム処理が実行される。 This flowchart program processing is executed at a predetermined timing (step 400).まず、ステップ４０１において目標素子温度から算出された目標インピーダンスと素子インピーダンス検出回路により検出された素子インピーダンスの偏差（Δｉｍｐ）を算出する。 First calculates the deviation of the detected element impedance by the target impedance and the element impedance detection circuit that is calculated from the target element temperature at step 401 (Δimp).ステップ４０２において積分制御を実施するためのインピーダンス偏差の積分値（ΣΔｉｍｐ）を算出する。 Integral value of the impedance deviation for implementing integral control in step 402 (ΣΔimp) is calculated.ステップ４０３では、この偏差、積分値、比例係数Ｐ１および積分係数Ｉ２を用いて下記式からヒータデューティを算出する。 In step 403, the deviation, integrated value, using a proportional coefficient P1 and the integral coefficient I2 calculates the heater duty from the following equation.【００７６】 [0076]ヒータデューティ（％）＝Ｐ１×Δｉｍｐ＋Ｉ２×ΣΔｉｍｐ Heater duty (%) = P1 × Δimp + I2 × ΣΔimpここで算出されたヒータデューティは図７の１２５で示すヒータ制御回路へ入力され、第１の酸素センサ２５のヒータ制御が実施される。 Heater duty calculated here is input to the heater control circuit shown at 125 in FIG. 7, the heater control of the first oxygen sensor 25 is performed.【００７７】 [0077]ここでヒータデューティとは酸素センサ素子の温度を制御する発熱量調整量であり、電力（Ｗ）に基づくものである。 Wherein a heating value adjustment amount for controlling the temperature of the oxygen sensor element and the heater duty is based on the power (W).温度を一定に制御するためには電力を一定に制御することが望ましく、ヒータデューティで温度制御する場合には、供給される電圧が異なることで温度が変化することを防止するため、基準電圧（例えば１３．５ｖ）に対する補正、すなわち 電力×（１３．５／電圧） 2で補正を実施する。 It is desirable to control the power constant in order to control the temperature constant, when the temperature control by a heater duty, to prevent the voltage supplied is temperature varies with different reference voltage ( for example 13.5V) correction for, namely carrying out the correction in power × (13.5 / voltage) 2.【００７８】 [0078]図７において、リニア空燃比センサ２４は排気管２１の内部に向けて突設されており、同センサ２４は大別して、カバー、センサ本体及びヒータから構成されている。 7, the linear air-fuel ratio sensor 24 is projected toward the inside of the exhaust pipe 21, the sensor 24 is roughly divided into a cover, and a sensor body and the heater.カバーは断面コ字状をなし、その周壁にはカバー内外を連通する多数の小孔が形成されている。 The cover forms a U-shaped cross section, a number of small holes communicating the cover and out to the peripheral wall is formed.センサ素子部としてのセンサ本体は、空燃比リーン領域における酸素濃度、若しくは空燃比リッチ領域における未燃ガス（ＣＯ，ＨＣ，Ｈ２等）濃度に対応する電圧を発生する。 Sensor body as a sensor element unit generates oxygen concentration in the air-fuel ratio lean region, or unburned gas in the air-fuel ratio rich region (CO, HC, H2, etc.) a voltage corresponding to the concentration.【００７９】 [0079]ヒータは大気側電極層内に収容されており、その発熱エネルギによりセンサ本体（大気側電極層、固体電極質層、排気ガス側電極層）を加熱する。 The heater is accommodated in the atmosphere-side electrode layer, the sensor body by its emission energy (atmosphere-side electrode layer, a solid electrode electrolyte layer, the exhaust gas-side electrode layer) heating the.ヒータは、センサ本体を活性化するに十分な発熱容量を有している。 The heater has a sufficient heating capacity to activate the sensor body.【００８０】 [0080]また、第１の酸素センサ２５、第２の酸素センサ２６の構成も上述した構成と同様である。 The first oxygen sensor 25, the configuration of the second oxygen sensor 26 is similar to the configuration described above.【００８１】 [0081]なお、近年、ヒータ性能向上のため素子とヒータを一体構造とする積層型空燃比センサが提案されているが、本案はそのようなセンサは勿論のこと、その種類によらず固体電解質素子に電極が配された空燃比センサであればいずれにも適用されるものである。 Incidentally, in recent years, although the laminated air-fuel ratio sensor for an integral structure element and a heater for the heater performance improvement are proposed, merits such sensors, of course, the electrodes to the solid electrolyte device regardless of the type in which is applied to any if the air-fuel ratio sensor disposed.【００８２】 [0082]次に、図１１に示すシステムブロック図において本案の制御動作を説明する。 Next, the merits of a control operation in a system block diagram shown in FIG. 11.特に図１の上流側触媒直下に配置される第１の酸素センサ２５に本案を適用した場合の実施例について記載する。 Particularly described for Example of the application of the merits in the first oxygen sensor 25 disposed upstream catalyst directly below the FIG.【００８３】 [0083]第１の酸素センサ（空燃比センサ）２５がエンジンから排出される排気ガス成分（リッチガスおよびリーンガス）による出力をＥＣＵ２９の出力検出回路２０３にて検出し、空燃比制御量算出ブロック２０４で空燃比制御量を算出する。 The first oxygen sensor (air-fuel ratio sensor) 25 is detected by the output detection circuit 203 of the ECU29 outputs of the exhaust gas components discharged from the engine (rich gas and lean gas), air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control amount calculating block 204 to calculate the amount.ここでは図示しない目標電圧と検出電圧の比較により、燃料噴射量の増減量を決定する。 Here by comparing the target voltage and the detected voltage (not shown), determines a decrease amount of the fuel injection amount.空燃比制御量として決定された燃料噴射量はインジェクタ２０に供給され、所望の燃料噴射量が噴射される。 Fuel injection amount determined as the air-fuel ratio control quantity is supplied to the injector 20, the desired fuel injection amount is injected.インピーダンス算出ブロック２０２では図７、図８で説明したように素子インピーダンスを算出し、ヒータ制御量算出ブロック２１４にて目標インピーダンス設定ブロック２１３で設定される目標インピーダンスとの偏差によりヒータ制御量が決定され、第１の酸素センサ２５のセンサ素子の温度が所望の温度となるようにヒータを制御する。 Figure 7, the impedance calculation block 202 calculates the element impedance, as described in FIG. 8, the heater control amount is determined by the deviation between the target impedance is set at the target impedance setting block 213 by the heater control amount calculating block 214 , the temperature of the sensor element of the first oxygen sensor 25 controls the heater to a desired temperature.【００８４】 [0084]ここで目標インピーダンスは次の手順で算出される。 Here the target impedance is calculated by the following procedure.エンジンの運転状態を示すクランク角センサ２８、エアフロメータ１４、スロットル開度センサ１６、冷却水温センサ２７などからの情報により運転状態判定ブロック２１０にて運転状態の判定を実施する。 Crank angle sensor 28 indicating the operating state of the engine, the air flow meter 14, a throttle opening sensor 16, carrying out the determination of the operating state at the operating condition determining block 210 by the information from such as a cooling water temperature sensor 27.この運転状態判定結果に基づいて特定ガス感度優先度決定ブロック２１１において、現在の運転条件において、または直後の運転状態においてエンジンから排出される排気ガス組成がリッチガス主体かまたはリーンガス主体かを判断する。 In certain gas sensitivity priority determining block 211 based on the operation state determination result, the current operating conditions, or the exhaust gas composition to be discharged from the engine in the operating state immediately after it is determined whether rich gas main or lean gas mainly.【００８５】 [0085]特定ガス感度優先度決定ブロック２１１で高負荷、加速時などＮＯｘが発生しやすい状態ではリーンガスが主体と判断された場合、目標素子温度設定ブロック２１２において、リーンガス反応性が向上するように酸素センサ素子温度を高温化させるべく目標素子温度を、例えば７２０℃に設定する。 When high load at a particular gas sensitivity priority determining block 211, NOx, etc. during acceleration of the lean gas is determined mainly in a state where prone, at the target element temperature setting block 212, the oxygen sensor element as lean reactivity improved the target element temperature so as to high temperature the temperature is set to, for example, 720 ° C..逆に、特定ガス感度優先度決定ブロック２１１で、低温、低負荷時、減速などでのＨＣ、ＣＯが発生しやすい状態であり、リッチガスが主体である（またはリッチガスが主体となる）と判断された場合、目標素子温度設定ブロック２１２において、リッチガス反応性が向上するように酸素センサ素子温度を低温化させるべく、目標素子温度を、例えば４２０℃に設定する。 Conversely, in a particular gas sensitivity priority determining block 211, a low temperature, a low load, a HC, CO-prone state of deceleration, etc., it is determined that the rich gas is mainly (or rich gas is mainly) If, in the target element temperature setting block 212, in order to lower temperature of the oxygen sensor element temperature so rich gas reactive improves, sets the target element temperature, for example 420 ° C..【００８６】 [0086]次に酸素センサのリッチおよびリーンガスの反応性について図１２および図１３の特性図に基づいて説明する。 Next, reactivity of the rich and lean gases of the oxygen sensor will be explained on the basis of the characteristic diagram of FIG. 12 and FIG. 13.【００８７】 [0087]図１２は窒素（Ｎ 2 ）中において一酸化炭素（ＣＯ）に対するＯ２センサの反応性を示したものである。 Figure 12 shows the reactivity of the O2 sensor with respect to nitrogen monoxide in the (N 2) in (CO).図示するように低素子温度では微量なＣＯに反応するが、素子温度が上昇するにつれ低濃度ＣＯに対する反応性が低下することを示している。 Although as shown at lower element temperature responsive to small amount of CO, it indicates that the reactivity to low concentration CO is reduced as the element temperature increases.これはＯ２センサ電極でのＣＯの反応性に温度特性があるからであり、素子低温下ではＣＯ（吸着）＋１／２ Ｏ 2- （吸着） ⇔ ＣＯ 2 ＋２ｅ - This is because there is a temperature characteristic reactivity of CO in O2 sensor electrode, under the element cold CO (adsorbed) +1/2 O 2- (adsorption) ⇔ CO 2 + 2e -の反応が促進されＯ 2が奪われるからである。 Of because the reaction O 2 is promoted is deprived.【００８８】 [0088]また、図１３は窒素（Ｎ 2 ）と一酸化炭素（ＣＯ）雰囲気中に一酸化窒素（ＮＯ）を導入した場合のＯ２センサの反応性を示したものである。 Further, FIG. 13 shows the reactivity of the O2 sensor in the case of introducing nitrogen (N 2) and carbon monoxide (CO) nitrogen monoxide in the atmosphere (NO).図示するように素子高温状態においては、微量なＮＯに反応するが、素子温度が低下するにつれて低濃度ＮＯには反応しなくなる。 In the element high temperature state as shown, but react to very small amount of NO, unresponsive to the low concentration NO as the element temperature decreases.これはＯ２センサ電極表面及び電極において、 Which in the O2 sensor electrode surface and the electrode,ＣＯ ＋ ＮＯ → ＣＯ 2 ＋Ｎ 2CO + NO → CO 2 + N 2２ＮＯ ＋ ４ｅ → Ｎ 2 ＋ ２Ｏ 2-2NO + 4e → N 2 + 2O 2-の反応が行われ、高温域は低温域に比べ、リッチガス（ＣＯ）との燃焼及び電極でのＮＯの分解がより促進されるため、低濃度側で起電力が低下するからである。 The reaction is carried out in, the high temperature range than in the low temperature range, the decomposition of NO in the combustion and the electrode with the rich gas (CO) is further promoted because the electromotive force decreases at low density side.【００８９】 [0089]図１１の目標素子温度設定ブロック２１２で設定された目標温度に基づいて、目標インピーダンス設定ブロック２１３において、図１５に示す素子インピーダンスと素子温度の関係より目標インピーダンスを設定する。 Based on the target temperature set by the target element temperature setting block 212 in FIG. 11, the target impedance setting block 213 sets the target impedance from the relationship of the element impedance and the element temperature shown in FIG. 15.そしてヒータ制御量算出ブロック２１４にて前述した素子インピーダンス検出値との比較によりヒータ制御量を決定する。 And determining the heater control amount by comparing the element impedance detected values ​​described above by the heater control amount calculating block 214.【００９０】 [0090]図１４のフローチャートにしたがって制御動作を説明する。 The control operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 14.本ルーチンは、時間または噴射同期などの所定のタイミングにて起動され（ステップ３００）、ステップ３０１、３０２でリーンガスが主体である運転状態かどうかを判定する。 This routine is (step 300) starts at a predetermined timing such as time or injection synchronization, lean gas at step 301, 302 determines whether the operating condition is mainly.具体的にはステップ３０１で高負荷運転（高空気量域）かどうか、ステップ３０２で加速時かどうかを判断する。 Specifically whether high-load operation in step 301 (high air amount region), it is determined whether the time of acceleration at step 302.高負荷運転時および／または加速時である場合、リーンガス主体の運転状態と判断される。 If it is at the time of and / or acceleration high-load operation, it is determined that the operating state of the lean gas mainly.【００９１】 [0091]ステップ３０１、ステップ３０２にてリーンガスが主体であると判断された場合はステップ３０３に進み、目標インピーダンスを素子温度が高温（例えば７２０℃）となる２０Ωに設定する。 Step 301, the process proceeds to step 303 if the lean gas in step 302 is determined to be mainly the target impedance element temperature is set to 20Ω which is a high temperature (e.g. 720 ° C.).またリーンガスが主体である運転状態でないと判断された場合（両ステップにて否定判断された場合）にはステップ３０４、３０５に進み、ＨＣ、ＣＯなどリッチガス排出が主体である運転条件かどうかを判断する。 The lean gas proceeds to step 304 and 305 when it is determined not to be the operation state is an entity (if a negative determination is obtained at both steps), HC, CO, etc. rich gas emissions determine whether a is operating condition mainly to.【００９２】 [0092]具体的には、ステップ３０４で機関温度が低いどうか、ステップ３０５でアイドル、低負荷かどうかを判断する。 Specifically, the engine temperature at the step 304 is low if the idle at step 305, it is determined whether the low load.ここで、機関温度が低い場合およびアイドル、軽負荷である場合、リッチガスが主体の運転状態と判断する。 Here, when the engine temperature is low and idle, if it is a light load, the rich gas is judged to operating conditions of the principal.【００９３】 [0093]このようにステップ３０４、ステップ３０５にてリッチガスが主体である運転状態と判断された場合（肯定判断された場合）はステップ３０６に進み、目標インピーダンスを素子温度が低温（例えば４２０℃）となる１０００Ωに設定する。 Thus step 304, rich gas (case of YES) when it is determined that the operation state is the subject at step 305 proceeds to step 306, 1000 [Omega] for the target impedance element temperature becomes a low temperature (e.g. 420 ° C.) It is set to.【００９４】 [0094]ステップ３０１、３０２、３０４、３０５の全てのステップで否定判断された場合はステップ３０７において通常の目標温度（例えば５７０℃）となるように目標インピーダンスを１００Ωに設定する。 When a negative determination is made in every step of the step 301,302,304,305 setting a target impedance so that the normal target temperature (e.g., 570 ° C.) in step 307 to 100 [Omega.【００９５】 [0095]このように設定された目標インピーダンスとなるように実行されるＯ２センサヒータ制御は前述したような手法で達成することができる。 Thus set O2 sensor heater control performed such that the target impedance can be achieved in the manner described above.【００９６】 [0096]また本件で提案する制御達成手法として、ヒータ制御は必ずしも素子インピーダンスを算出する制御である必要は無く、従来から知られている素子インピーダンスを算出しないヒータ制御であってもよい。 As control achieved method proposed in the present, there is no need heater control is always controlled to calculate the element impedance, may be a heater control without calculating the element impedance which is known in the art.例えば、所定のエンジン運転条件ごとに設定されたヒータ制御量（Ｄｕｔｙまたは電力）に基づいて制御する場合にも適用可能である。 For example, it is also applicable to control based on the heater control amount set for each predetermined engine operating conditions (Duty or power).【００９７】 [0097]このような装置に適用した例を図１５、図１６に沿って説明する。 An example of applying such a device 15, will be described with reference to FIG. 16.【００９８】 [0098]図１５には、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいてヒータデューティを設定するための制御マップが示されている。 Figure 15 shows a control map for setting the heater duty based on the engine speed and the engine load.図１５の基本制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐは通常時に使用されるマップである。 Basic control heater Duty-map of FIG. 15 is a map used during normal.本実施の形態ではこの通常時のマップに加え、エンジンのガス組成検出要求に対応して低温制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐおよび高温制御用Ｄｕｔｙ−ｍａｐを備えており、運転状態等に応じて切り替えて用いられる。 In this embodiment in addition to the map of the normal, has a low-temperature control heater Duty-map and the high temperature control Duty-map corresponding to the gas composition detection request of the engine, it is switched according to the operating state, etc. used.【００９９】 [0099]このような複数のマップを備えることにより、図１１の目標素子温度設定ブロック２１２で設定された目標素子温度結果より使用するヒータＤｕｔｙ−ｍａｐを選択するようにするだけで素子インピーダンスを算出しないシステムにも本発明が実施可能となる。 By providing such a plurality of maps, the system does not calculate the element impedance simply to select the heater Duty-map to be used from the set target element temperature results in the target element temperature setting block 212 in FIG. 11 also the present invention is feasible.【０１００】 [0100]ここで素子高温制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐは基本制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐに対し、大きな値（デューティまたは電力）であり、逆に素子低温制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐは基本制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐに対し、小さな値（デューティまたは電力）となる。 Here to element high temperature control heater Duty-map is basic control heater Duty-map, a large value (duty or power), the heater Duty-map element cold control contrary to the basic control heater Duty-map hand, a small value (duty or power).更に、素子低温制御または素子高温制御は、基本制御ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐに対し、所定デューティの増加、減少でも達成することは可能である。 Furthermore, the element cold control or element high temperature control, compared basic control heater Duty-map, an increase of a predetermined duty, it is possible to achieve even a decrease.【０１０１】 [0101]この制御を図１６のフローチャートにしたがって説明する。 This control will be described with reference to the flowchart of FIG. 16.【０１０２】 [0102]本ルーチンが所定のタイミングで起動されると（ステップ６００）、ステップ６０１で排ガスがリッチガス雰囲気もしくはＣＯガス感度アップが必要か判断される。 When the routine is started at a predetermined timing (step 600), the exhaust gas in step 601 it is determined whether rich gas atmosphere or CO gas sensitivity up is necessary.必要と判断された場合はステップ６０３に進み、低温制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐが選択され、素子は低温に制御される。 Proceeds if deemed necessary to step 603, the low-temperature control heater Duty-map is selected, the element is controlled to a low temperature.【０１０３】 [0103]ステップ６０１でＣＯガスの感度アップ不要と判断された場合にはステップ６０２に進み、排ガスがリーンガス雰囲気もしくはＮＯガス感度アップが必要か判断される。 If it is determined to be unnecessary sensitivity up CO gas in step 601 proceeds to step 602, the exhaust gas is determined whether required lean atmosphere or NO gas sensitivity up.感度ＵＰが必要と判断された場合、ステップ６０４に進み、高温制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐが選択され、素子は高温に制御される。 If the sensitivity UP deemed necessary, the process proceeds to step 604, the high-temperature control heater Duty-map is selected, the element is controlled to a high temperature.ステップ６０１、６０２いずれでも感度アップ不要と判断された場合、ステップ６０５に進み、基本制御用ヒータＤｕｔｙ−ｍａｐが選択されることになる。 Step 601 and 602 when it is determined that either sensitivity up unnecessary, the process proceeds to step 605, so that the basic control for the heater Duty-map is selected.【０１０４】 [0104]次に図１７に示すタイムチャートに基づき本実施の形態の動作を説明する。 Next will be described the operation of the present embodiment based on the time chart shown in FIG. 17.この図１７は、図１７（ａ）に示される車速で車両が走行されたときのタイムチャートである。 FIG 17 is a time chart when the vehicle is traveling at a vehicle speed as shown in FIG. 17 (a).【０１０５】 [0105]まず時刻Ｔ１前にエンジンが始動され、エンジンの暖機が開始される（図１７（ｂ））。 Is first time T1 the engine starting before warming up of the engine is started (FIG. 17 (b)).時刻Ｔ１において車両の走行が開始されると、アイドル状態を判定していた低負荷判定がＯＮ→ＯＦＦ判定されると（図１７（（ｄ））、同時に加速判定がＯＦＦ→ＯＮとなる（図１７（ｇ））。この判定結果に基づきヒータ制御は、ヒータ低温制御からヒータ高温制御へ移行されることになる。従って目標素子インピーダンスはヒータ高温制御の目標である２０Ωに制御され、素子温度は７２０℃に制御される（図１７（ｉ）、（ｊ））。 The running of the vehicle is started at time T1, the low load determination that was determined idle state is determined ON → OFF (FIG. 17 ((d)), the acceleration determination is OFF → ON simultaneously (FIG. 17 (g)). the heater control based on the determination result will be migrated from the heater low control to the heater hot control. Thus the target element impedance is controlled to 20Ω which is a target of the heater hot control element temperature is controlled to 720 ° C. (FIG. 17 (i), (j)).【０１０６】 [0106]時刻がＴ２に移行し、加速状態から定常走行になると、低温判定に基づき（図１７（ｃ））排出される排気ガス成分がリッチガス主体であると判断され第１の酸素センサのヒータ制御を低温制御へと移行する。 Time shifts to T2, when a steady traveling from the acceleration state, based on the low-temperature determination (FIG. 17 (c)) exhaust gas components discharged is determined to be rich mainly low temperature heater control of the first oxygen sensor to shift to the control.このとき、素子インピーダンスは１０００Ωに制御され（図１７（ｈ））、素子温度は４２０℃に制御される（図１７（ｉ）、（ｊ））。 In this case, the element impedance is controlled to 1000 [Omega] (Fig. 17 (h)), the element temperature is controlled to 420 ° C. (FIG. 17 (i), (j)).【０１０７】 [0107]時刻Ｔ３においてアイドルになると、低負荷判定がＯＦＦ→ＯＮ判定が実施される（図１７（ｄ））。 Becomes idle at time T3, a low load determination is OFF → ON determination is performed (FIG. 17 (d)).このとき目標インピーダンスは第１の酸素センサ素子が低温となる１０００Ωに制御され、リッチガスをより感度良く検出することで、目標空燃比を理論空燃比に対して若干リーンの設定する弱リーン空燃比制御が可能となる。 Target impedance this time is controlled to 1000Ω the first oxygen sensor element is low temperature, by more sensitively detect rich gas, some lean slightly lean air-fuel ratio control for setting the target air-fuel ratio relative to the stoichiometric air-fuel ratio it is possible.【０１０８】 [0108]また時刻Ｔ４において加速状態となった場合、低負荷判定はＯＮ→ＯＦＦ判定され（図１７（ｃ））、さらに加速判定がＯＦＦ→ＯＮ判定される（図１７（ｇ））。 Also when it becomes an acceleration state at time T4, the low load determination is judged ON → OFF (FIG. 17 (c)), the acceleration determination is determined OFF → ON further (FIG. 17 (g)).この結果、加速時に排出されやすいＮＯｘ（リーンガス）を精度良く検出するために、第１の酸素センサ２５に対するヒータ制御は高温制御へと移行される。 As a result, easily discharged during acceleration NOx (the lean gas) in order to accurately detect, the heater control for the first oxygen sensor 25 is shifted to the high temperature control.【０１０９】 [0109]このため目標インピーダンスが２０Ωに設定され、素子温度は高温（例えば７２０℃）となり、よりリーンガスへの反応性が向上する。 Therefore target impedance is set to 20 [Omega, the element temperature is high temperature (e.g. 720 ° C.), and the more improved reactivity to lean.このため加速時のＮＯｘ排出に対し第１の酸素センサ２５の出力は図示するように即座に反応することが可能であり（図１７（ｋ））、空燃比補正量は瞬時に増量補正が施されることになる（図１７（ｌ））。 Output Accordingly to NOx emissions during acceleration of the first oxygen sensor 25 is able to react immediately as shown (FIG. 17 (k)), the air-fuel ratio correction amount is instantaneously increasing correction facilities would be that the (FIG. 17 (l)).この空燃比制御実行により従来に比べ、ＮＯｘの排出を低減することが可能であり（図１７（ｍ））エミッション能力の向上が達成できることになる。 Than conventional by the air-fuel ratio control execution, it is possible to reduce the emission of NOx will be enhanced (Figure 17 (m)) emission capability can be achieved.【０１１０】 [0110]次に時刻Ｔ５では加速状態が終了するため、加速判定はＯＮ→ＯＦＦとなる（図１７（ｇ））。 Since then the time T5 the acceleration state is ended, the acceleration determination becomes ON → OFF (FIG. 17 (g)).したがってヒータ高温制御から通常温度制御へ移行する。 Thus the transition from the heater hot control to the normal temperature control.【０１１１】 [0111]時刻Ｔ６では運転状態が高負荷に移行するため、吸入空気量またはスロットル開度などにより高負荷判定がＯＦＦ→ＯＮ判定される（図１７（ｆ））。 Since the time T6 at which the operating condition shifts to the high load, high load determination is determined OFF → ON due intake air amount or the throttle opening degree (FIG. 17 (f)).高負荷状態ではＮＯｘの排出が多く、リーンガスを精度良く検出する要求がある。 At high load conditions often discharged NOx, there is a need to accurately detect the lean gas.このため時刻Ｔ４〜Ｔ５と同様にヒータ低温制御が実行され、Ｏ２センサはリーンガスの反応感度を上げることができセンサ出力で図示するようにリーン出力（低電圧出力）を即座に出力する（図１７（ｋ））。 Therefore Similarly heater cold control and time T4~T5 is executed, O2 sensor outputs in real lean output (low voltage output) as shown in the sensor output can be increased reaction sensitivity of the lean gas (17 (k)).このリーン出力をＥＣＵ２９が検出し、空燃比補正量は即座に増量され（図１７（ｌ））、ＮＯｘの排出を低減することが可能となる（図１７（ｍ））。 The lean output detected by ECU 29, the air-fuel ratio correction amount is increased immediately (Fig. 17 (l)), it is possible to reduce the emission of NOx (Fig. 17 (m)).【０１１２】 [0112]時刻Ｔ７においては、スロットル全閉となり燃料カットが実行される（図１７（ｅ））。 At time T7, the fuel cut is performed becomes fully closed throttle (Fig. 17 (e)).燃料カットからの復帰は時刻Ｔ８で示すが、燃料カット復帰時に燃料増量にてリッチガスを触媒に送り込み、触媒内のＯ２量を減少させることで次の加速時にＮＯｘの浄化率低下を防止する必要がある。 While returning from the fuel cut shown at time T8, it fed the rich gas to the catalyst in fuel increase during the fuel cut return, by reducing the O2 content in the catalyst is necessary to prevent a reduction purification rate of NOx at the next acceleration is there.リッチガスを強制的に送り込むため、リッチガスの過排出を防止する必要が生じる。 For feeding rich gas forcibly occurs it is necessary to prevent excessive discharge of the rich gas.このためリッチガスを感度良く検出する必要があり、燃料カット時点よりヒータ制御を低温制御へ移行させる。 Therefore it is necessary to sensitively detect rich gas, to shift the heater control to the cold control from the fuel cut time.【０１１３】 [0113]このように運転状態に応じてＯ２センサヒータ制御を高温、低温、通常へと切り替えることにより、Ｏ２センサの各排出ガス成分の検出精度を向上させることができる。 Thus high temperature O2 sensor heater control in accordance with the operating state, a low temperature, by switching to the normal, it is possible to improve the detection accuracy of the exhaust gas components of the O2 sensor.その結果、図２乃至図４で説明した排ガスの空燃比フィードバック制御において、第１の酸素センサ２５の目標電圧を０．４５ｖのまま、または第２の酸素センサ２６の出力により設定された酸素センサ２５の目標電圧変更値に空燃比フィードバックを実施することにより、従来のシステムに比べ、より低濃度排出ガスの感度を向上しているため、エミッション能力を向上することが可能となる。 As a result, the air-fuel ratio feedback control of the exhaust gas as described in FIGS. 2 to 4, while the target voltage of the first oxygen sensor 25 of 0.45v or oxygen sensor, which is set by the output of the second oxygen sensor 26, by performing the air-fuel ratio feedback in the target voltage change value of 25, compared with the conventional systems, because it improves the sensitivity of the lower concentration exhaust gas, it is possible to improve the emission performance.【０１１４】 [0114]前記実施の形態は高温、低温、通常温度の３段階のヒータ制御となるが、必ずしも３段階である必要はない。 The embodiment hot, cold, usually a three-stage heater control temperature is not necessarily the three stages.他にも用途に合わせて所望の排気ガス検出精度向上を狙い酸素センサ素子温度を多段階に変更することが可能である。 The aim oxygen sensor element temperature desired exhaust gas detection accuracy in accordance with the Additional applications can be changed in multiple stages.【０１１５】 [0115]《実施形態（２）》 "Embodiment (2)"以下、本発明の実施形態（２）を図１８、図１９に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention (2) 18 will be described with reference to FIG. 19.【０１１６】 [0116]図１８のフローチャートは所定のタイミングで起動され（ステップ５００）、本ルーチンが起動されると、ステップ５０１で燃料カット復帰かどうかが判定される。 The flowchart of FIG. 18 is started at a predetermined timing (step 500), the present routine is started, whether the fuel cut or restored at step 501 is determined.また、ステップ５０２で燃料カット復帰増量中であるかどうかが判定される。 Also, if in the fuel cut return increase in step 502 it is determined.いずれかで否定判断された場合はステップ５０６に進み、目標インピーダンスを通常温度制御の１００Ω（例えば温度５７０℃）に設定する。 Proceeds to step 506 when a negative determination in either sets the target impedance to the normal temperature control 100 [Omega (e.g. temperature 570 ° C.).【０１１７】 [0117]ステップ５０１で燃料カット復帰と判定され、かつ、ステップ５０２で燃料カット復帰増量中と判断された場合はステップ５０３へ進み、第１の酸素センサ出力が０．４５ｖ（ストイキ）未満かどうかの判断をする。 It is determined that the fuel cut return at step 501, and if it is determined that the fuel cut return increasing the flow advances to step 503 at step 502, the first oxygen sensor output of 0.45 V (stoichiometric) under determination of whether to.０．４５ｖ以上の場合は燃料カット復帰増量による触媒のリッチ化が達成されたと判断し、ステップ５０５へ進み、燃料カット増量を即座に停止する。 For more 0.45v determines that enrichment of the catalyst by the fuel cut recovery increase was achieved, the process proceeds to step 505, stopping the fuel cut increase immediately.その後ステップ５０６へ進み、Ｏ２センサ素子を通常温度に制御する目標インピーダンスを設定する。 Then the process proceeds to step 506, sets the target impedance to control the O2 sensor element to the normal temperature.【０１１８】 [0118]ステップ５０３でＯ２センサ出力が０．４５ｖ未満と判断された場合は、まだ触媒内にＯ２量が多量に存在すると判断し、リッチガス供給により洩れ出てくる微量なリッチガスを即座に検知できるようにするため、ステップ５０４でＯ２センサ素子をリッチガスの感度が高くなる低温で使用できるヒータ低温制御に移行する。 If the O2 sensor output in step 503 is determined to be less than 0.45 V, still it determines that the amount of O2 is large amount present in the catalyst, to be able to immediately detect a trace amount of rich gas exiting leak by rich gas supply for shifts the O2 sensor element in step 504 to the heater low temperature control that can be used in low temperature sensitivity of the rich gas is high.これにより燃料カット復帰直後のリッチガスの過排出が防止でき、エミッション能力を向上させることが可能となる。 Thus it is possible to prevent excessive discharge of the after fuel cut return rich gas, it is possible to improve the emission performance.【０１１９】 [0119]次に図１９のタイムチャートに基づき本実施の形態の制御挙動を説明する。 Next will be described a control behavior of the embodiment based on the time chart of FIG.【０１２０】 [0120]時刻Ｔ１で燃料カットが実施されると第１の酸素センサ出力は空燃比リーンを示す低電圧となる。 The first oxygen sensor output of the fuel cut is executed at time T1 becomes a low voltage representing the air-fuel ratio lean.時刻Ｔ２でエンジン回転速度の低下により燃料カットから復帰すると、触媒内に多量のＯ２が供給されている状態から中立点へ移行するために燃料カット復帰増量が実行される。 On return from the fuel cut by the reduction in the engine rotational speed at time T2, a large amount of O2 in the catalyst fuel cut return boosting is performed to shift from a state that is supplied to the neutral point.【０１２１】 [0121]ここで従来のように酸素センサがリッチガス（ＣＯ）に対する検出感度が鈍い状態では時刻Ｔ４になるまで触媒が中立点になったかどうか判断できず。 Here the catalyst can not determine what happened to the neutral point to the oxygen sensor as in the prior art the detection sensitivity to rich gas (CO) at time T4 in the dull condition.触媒内はＯ２量が少ない状態に陥る場合が多い。 The catalyst in the often fall into a state amount O2 is small.しかし、本案では酸素センサ素子を低温化することでリッチガス（ＣＯ）の反応性を向上させているため、微量なリッチガスに時刻Ｔ３で反応することができる。 However, the merits for thereby improving the reactivity of the rich gas (CO) by low temperature oxygen sensor element, capable of reacting at time T3 in small amount of rich gas.酸素センサ出力がリッチ（０．４５ｖ）を示す場合には燃料カット増量を即座に停止し、触媒内のＯ２減少を抑制し、中立に制御することが可能となる。 Oxygen sensor output is stopped immediately fuel cut increment is to indicate rich (0.45 V), to suppress the O2 reduction in the catalyst, it can be controlled to the neutral.【０１２２】 [0122]また、他の例として、エンジンによってはリッチガス排出を嫌い燃料カット増量値を低く抑えられた制御となっているものがあり、この場合、燃料カット復帰直後の加速時にＮＯｘ排出を押さえるため、Ｏ２センサ素子温度を高く設定しリーンガス（ＮＯｘ）に対する反応性を向上させておく方が良い。 As another example, there are those that become kept low control hate fuel cut increase value rich gas emissions by an engine, for holding down the NOx emissions during this case, immediately after the fuel cut recovery acceleration, O2 sensor better to keep improving the reactivity to set high element temperature lean gas (NOx).【０１２３】 [0123]このように排出ガスを抑制するためには、エンジン運転状態およびエンジン制御による排気ガス成分に応じてＯ２センサ素子温度を制御することが望ましく、かかる本案によりこのような要求を達成することが可能となる。 To suppress exhaust gas in this manner, it is desirable to control the O2 sensor element temperature in accordance with the exhaust gas component by the engine operating condition and the engine control, by such merits can be achieved such requirements Become.【０１２４】 [0124]実施形態（１）および（２）において第１の酸素センサ２５として説明したが、空燃比センサ２４および第２の酸素センサ２６においても同様に適用できる。 It has been described as the first oxygen sensor 25 in the embodiment (1) and (2), can be similarly applied in the air-fuel ratio sensor 24 and the second oxygen sensor 26.本発明は電極にてガス反応を検出する排気センサに適用可能であり、排気センサの種類に限定されるものではない。 The present invention is applicable to an exhaust sensor for detecting a gas reaction at the electrodes, it is not limited to the type of exhaust gas sensor.【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS【図１】本発明の実施形態の概要構成図である。 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.【図２】第１実施形態の目標空燃比設定処理のフローチャートである。 2 is a flowchart of the target air-fuel ratio setting process of the first embodiment.【図３】第１実施形態における他の実施例の目標空燃比設定処理のフローチャートである。 3 is a flowchart of the target air-fuel ratio setting process of another example in the first embodiment.【図４】第１実施形態における他の実施例の第１酸素センサの目標出力電圧処理のフローチャートである。 4 is a flow chart of a target output voltage processing of the first oxygen sensor of another embodiment according to the first embodiment.【図５】第１実施形態におけるリッチ積分量、リーン積分量を設定するためのマップである。 [5] rich integration amount in the first embodiment, a map for setting the lean integration amount.【図６】第１実施形態におけるスキップ量を設定するためのマップである。 6 is a map for setting the skip amount in the first embodiment.【図７】空燃比およびインピーダンスを検出するための概略構成図である。 7 is a schematic block diagram for detecting an air-fuel ratio and impedance.【図８】インピーダンス検出時のタイムチャートである。 FIG. 8 is a time chart at the time of the impedance detection.【図９】酸素センサのインピーダンス特性図である。 9 is an impedance characteristic diagram of oxygen sensor.【図１０】第１実施形態の酸素センサのヒータ制御のフローチャートである。 10 is a flowchart of a heater control of the oxygen sensor of the first embodiment.【図１１】酸素センサの素子温度を制御するためのブロック図である。 11 is a block diagram for controlling the device temperature of the oxygen sensor.【図１２】酸素センサのＣＯ反応特性図である。 12 is a CO reaction characteristic diagram of oxygen sensor.【図１３】酸素センサのＮＯ反応特性図である。 13 is a NO reaction characteristic diagram of oxygen sensor.【図１４】第１実施形態の目標インピーダンス設定処理のフローチャートである。 14 is a flowchart of a target impedance setting process of the first embodiment.【図１５】ヒータの制御デューティを設定するためのマップである。 FIG. 15 is a map for setting the control duty of the heater.【図１６】第１実施形態における他の実施例のヒータ制御処理のフローチャートである。 16 is a flowchart of a heater control process according to another embodiment of the first embodiment.【図１７】第１実施形態のタイムチャートである。 17 is a time chart of the first embodiment.【図１８】第２実施形態の目標インピーダンス設定のフローチャートである。 18 is a flowchart of a target impedance setting of the second embodiment.【図１９】第２実施形態のタイムチャートである。 19 is a time chart of the second embodiment.【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS１１…エンジン、 11 ... engine,１４…エアフローメータ、 14 ... air flow meter,１６…スロットル開度センサ、 16 ... throttle opening degree sensor,１８…吸気管圧力センサ、 18 ... the intake pipe pressure sensor,２２…上流側触媒、 22 ... the upstream side catalyst,２３…下流側触媒、 23 ... downstream side catalyst,２４…リニア空燃比センサ（限界電流式空燃比センサ）、 24 ... linear air-fuel ratio sensor (limiting current type air-fuel ratio sensor),２５…第１の酸素センサ（限界電流式空燃比センサ）、 25 ... first oxygen sensor (limiting current type air-fuel ratio sensor),２６…第２の酸素センサ（酸素センサ）、 26 ... second oxygen sensor (oxygen sensor),２７…冷却水温センサ、 27 ... cooling water temperature sensor,２８…クランク角センサ、 28 ... crank angle sensor,２９…エンジン制御回路（ＥＣＵ）。 29 ... engine control circuit (ECU).

Claims (18)

Translated from Japanese

固体電解質素子に電極が配されて成り、エンジンからの排ガス中における空燃比を検出する空燃比検出手段と、 Become disposed electrodes on the solid electrolyte element, and the air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas from the engine,前記空燃比検出手段における前記固体電解質素子の温度が所定の温度となるように調整する温度調整手段と、 A temperature control unit in the temperature of the solid electrolyte element in the air-fuel ratio detecting means is adjusted to a predetermined temperature,感度を優先させる排ガス中の特定ガスを決定する優先度決定手段とを備え、 And a priority determining means for determining a specific gas in the exhaust gas to prioritize sensitivity,前記温度調整手段は、前記優先度決定手段により決定された特定の排ガスに対する検出感度を変更するために、前記固体電解質素子の温度を調整することを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 It said temperature adjustment means, in order to change the detection sensitivity for a particular exhaust gas determined by the priority determining means, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine and adjusting the temperature of the solid electrolyte element.

固体電解質素子に電極が配されて成り、エンジンからの排ガス中における空燃比を検出する空燃比検出手段と、 Become disposed electrodes on the solid electrolyte element, and the air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas from the engine,前記空燃比検出手段における前記固体電解質素子の温度が所定の温度となるように調整する温度調整手段と、 A temperature control unit in the temperature of the solid electrolyte element in the air-fuel ratio detecting means is adjusted to a predetermined temperature,エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、 And a driving state detecting means for detecting an operating condition of the engine,前記温度調整手段は、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて、特定の排ガスに対する検出感度を変更するために、前記固体電解質素子の温度を調整することを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 It said temperature adjusting means, based on the detected operating state by said operating condition detecting means, in order to change the detection sensitivity for a specific gas, the internal combustion engine and adjusting the temperature of the solid electrolyte element exhaust gas purifying apparatus.

前記温度調整手段は、前記空燃比検出手段の内部抵抗を検出することにより前記固体電解質素子の温度を推定することで、前記固体電解質素子の温度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said temperature adjusting means, said air-fuel ratio by detecting the internal resistance detecting means to estimate the temperature of the solid electrolyte device, according to claim 1 or 2, characterized in that adjusting the temperature of the solid electrolyte element exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to.

前記温度調整手段は、排気温センサもしくは排気温と関連するパラメータの少なくともいずれかにより、前記固体電解質素子の温度を調整するための熱量を決定することを特徴とする請求項１乃至３に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said temperature adjusting means, by at least one of parameters associated with the exhaust gas temperature sensor or exhaust gas temperature, according to claim 1, wherein determining the amount of heat for adjusting the temperature of the solid electrolyte element exhaust gas purification system of an internal combustion engine.

前記温度調整手段は、排気温と関連するパラメータにより、前記固体電解質素子の温度を調整するための熱量を決定するものであり、前記排気温と関連するパラメータは、エンジン負荷、エンジン回転速度、吸入空気量、スロットル開度、燃料噴射量、エンジン暖機状態の少なくと一つであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said temperature adjusting means, the relevant parameters and exhaust temperature, which determines the amount of heat for adjusting the temperature of the solid electrolyte device, the exhaust gas temperature and associated parameters, engine load, engine rotational speed, intake air quantity, throttle opening, fuel injection quantity, the exhaust gas purification system of an internal combustion engine according to claim 1 to 3, characterized in that one and less of the engine warmed-up state.

前記運転状態検出手段は、前記空燃比検出手段が検出する排ガス成分と関連するパラメータを運転状態を検出するためのパラメータとすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said operating condition detecting means, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the parameters for the air-fuel ratio detecting means for detecting operating conditions of the parameters associated with the exhaust gas components to be detected.

前記空燃比検出手段が検出する排ガス成分と関連するパラメータとは、エンジン負荷、エンジン回転速度、吸入空気量、エンジン暖機状態、空燃比、燃料噴射量、触媒状態の少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Wherein the air-fuel ratio detecting means associated with the exhaust gas component to be detected parameter, engine load, engine rotational speed, intake air amount, the engine warm-up state, the air-fuel ratio, fuel injection amount, is at least one of the catalyst state exhaust gas purification system of an internal combustion engine according to claim 6, characterized in that.

前記触媒状態とは、触媒温度、触媒出ガス温度、触媒内の空燃比度合いの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said catalyst state, the catalyst temperature, the catalyst outlet gas temperature, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, characterized in that it comprises at least one of the air-fuel ratio the degree of the catalyst.

前記優先度決定手段は、特定ガスの排出量の増加が推定される場合に、感度を優先させるガスとして前記増加が推定される特定ガスを設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said priority determining means, an internal combustion according to claim 1, characterized in that if the increase in the emissions of the specific gas is estimated, and sets the specified gas which the increase as a gas to prioritize the sensitivity is estimated institutions of the exhaust gas purifying apparatus.

前記優先度決定手段は、運転条件の変化に応じて排出量の増加が推定される特定ガスを推定することを特徴とする請求項９に記載の排ガス浄化装置。 It said priority determining means, an exhaust gas purifying apparatus according to claim 9, characterized in that estimating the specific gas increases in emissions in response to changes in operating conditions is estimated.

前記運転条件の変化は、エンジン負荷に関連するパラメータが低負荷から高負荷への変化であることを特徴とする請求項１０に記載の排ガス浄化装置。 The change in operating conditions, the exhaust gas purifying apparatus according to claim 10, wherein the parameters relating to the engine load is changed to the high load from a low load.

前記優先度決定手段は、空燃比の変化に応じて排出量の増加が推定される特定ガスを推定することを特徴とする請求項９乃至１１に記載の排ガス浄化装置。 It said priority determining means, an exhaust gas purifying apparatus according to claim 9 or 11, characterized in that estimating the specific gas increases in emissions in response to a change in air-fuel ratio is estimated.

前記温度調整手段は、低負荷時よりも高負荷時の方が前記固体電解質素子の温度が高くなる様に調整することを特徴とする請求項１乃至１２に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 It said temperature adjusting means, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 to 12, characterized in that the adjusted so than at low load toward high load higher temperature of the solid electrolyte element.

内燃機関の排ガス通路に設けられた排ガス浄化用の触媒と、 A catalyst for purifying exhaust gas provided in an exhaust gas passage of an internal combustion engine,前記触媒の上流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 Provided upstream of the catalyst, an upstream-side air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas,前記触媒の下流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する下流側空燃比センサとを備え、 Disposed downstream of the catalyst, a downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas,前記温度調整手段は、エンジン運転状態に応じて前記下流側空燃比センサの固体電解質素子の温度を調整することを特徴する請求項２に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said temperature adjusting means, the exhaust gas purification system of an internal combustion engine according to claim 2, characterized in that adjusting the temperature of the solid electrolyte element of the downstream air-fuel ratio sensor in accordance with the engine operating condition.

内燃機関の排ガス通路に設けられた排ガス浄化用の触媒と、 A catalyst for purifying exhaust gas provided in an exhaust gas passage of an internal combustion engine,前記触媒の上流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 Provided upstream of the catalyst, an upstream-side air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas,前記触媒の下流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する下流側空燃比センサとを備え、 Disposed downstream of the catalyst, a downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas,前記温度調整手段は、優先度決定手段により優先された排ガス中の特定ガスに対する感度が向上するように前記下流側空燃比センサの固体電解質素子の温度を調整することを特徴する請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 It said temperature adjusting means, according to claim 1, characterized in that adjusting the temperature of the solid electrolyte element of the downstream air-fuel ratio sensor as sensitivity to the specific gas in the exhaust gas was preferentially by the priority determination unit is improved the exhaust gas purifying apparatus of the internal combustion engine.

前記温度調整手段は、エンジン負荷に関連するパラメータに基づき低負荷時よりも高負荷時な程、前記固体電解質素子の温度が高くなるように調整することを特徴する請求項１乃至１５に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said temperature adjusting means, the more a high-load than at low load based on parameters related to the engine load, according to claim 1 to 15, characterized in that the adjusted so that the temperature rises of the solid electrolyte element exhaust gas purification system of an internal combustion engine.

前記温度調整手段は、空燃比がリッチな場合よりもリーンな場合の方が固体電解質素子の温度が高くなる様に調整することを特徴とする請求項１乃至１６に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 Said temperature adjusting means, the air-fuel ratio exhaust gas purification for an internal combustion engine according to claims 1 to 16, characterized in that towards the case lean than rich is adjusted so the temperature of the solid electrolyte device increases apparatus.

内燃機関の排ガス通路に設けられた排ガス浄化用の触媒と、 A catalyst for purifying exhaust gas provided in an exhaust gas passage of an internal combustion engine,前記触媒の上流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、 Provided upstream of the catalyst, an upstream-side air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas,前記触媒の下流側に設けられ、排ガス中の空燃比を検出する下流側空燃比センサとを備え、 Disposed downstream of the catalyst, a downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas,前記温度調整手段は、前記触媒上流の空燃比に応じて前記固体電解質素子の温度を調整することを特徴する請求項１乃至１７に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 It said temperature adjusting means, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 to 17, characterized in that adjusting the temperature of the solid electrolyte element in accordance with the air-fuel ratio of the catalyst upstream.

JP2002121306A2002-04-232002-04-23 The exhaust gas purification system for an internal combustion engine ActiveJP3988518B2
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